Презентация, доклад по химии на тему Металлы

воду до кипения и опустили в неё три чайные ложки: стальную, алюминиевую и серебряную. Через несколько минут ложки стали горячими, но температура у них была разной. Самой горячей стала серебряная ложка, а менее горячей стальная. Мы сделали вывод, что теплопроводность у металлов разная: у серебра выше, чем у алюминия и железа, а у железа ниже, чем у алюминия и серебра. Затем мы сравнили результаты своих исследований с табличными данными. Оказалось, что теплопроводность, как и электропроводность у металлов увеличивается от ртути к серебру к в рядуHg,Pb,Fe,Zn,Mg,Al,Au,Cu,Ag
слева направо.

способность их атомов при химических реакциях отдавать валентные электроны превращаться в положительно заряженные ионы, т.е. металлы в реакциях являются восстановителями. Наиболее энергично металлы реагируют с галогенами, кислородом и серой, электроотрицательность которых значительно больше, чем у металлов: Ca + Cl2 = CaCl2
2Mg + O2 = 2MgO
2Na + S = Na2S По силе своей восстановительной способности все металлы расположены в ряд, который называется рядом активности металлов. В этот ряд включен также водород. Это позволяет сделать заключение о том, какие металлы могут вытеснить водород из растворов кислот. Так, например, железо вытесняет водород из растворов кислот, так как находится левее его; медь же не вытесняет водород, так как находится правее его. Li,Rb,K,Ba,Sr,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Fe,Cd,Co,Ni,Sn,Pb,H,Sb,Cu,Hg,Ag,Pt, Аu Этот ряд построил русский ученый Николай Николаевич Бекетов еще в прошлом веке. Мы решили провести исследования, подтверждающие порядок расположения металлов в ряду активности.
В пробирку с раствором CuSO4 опустили железный гвоздь темно-серого цвета. Спустя несколько минут на железном гвозде появился красный налет – это медь. Цвет раствора тоже изменился, следовательно, произошла реакция:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
Железо, как более активный металл, вытеснил медь, как менее активный металл, из раствора соли.
Но когда в раствор ZnSO4 мы опустили железный гвоздь никаких изменений ни с раствором, ни с гвоздем мы не наблюдали. Цинк более активный металл не может вытесняться менее активным металлом из раствора солей. Далее мы провели опыт ''Серебряный лес''.
В пробирку поместили кусочек меди и прилили немного азотнокислого серебра (AgNO3 ) (1:10). Через несколько часов на поверхности меди появился лес иглообразных ярко блестящих кристаллов серебра, а бесцветный раствор превратился в голубой: Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag

Nа, К,Ca и др. …) вытеснять из растворов солей менее активные металлы. Для этого мы в пробирку налили раствор CuSO4 и опустили в него небольшой кусочек натрия. Натрий зашипел и стал «бегать» по воде, затем выпал голубой осадок и появилась яркая вспышка. После чего реакция прекратилась. Натрий, как очень активный металл вначале вступил в реакцию с водой: 2 Nа + 2Н2О = 2NаОН + Н2 + Q

А затем образовавшийся гидроксид натрия стал реагировать с солью, в результате чего выпал голубой осадок гидроксида меди (II) , а собравшийся водород вспыхнул, так как реакция идет с выделением тепла.

CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2
 
Следовательно, очень активные металлы нельзя использовать для вытеснения менее активных из раствора солей.
Среди химических свойств металлов, впервые изученных учеными, известно их взаимодействие с кислородом. Мы провели такой опыт: насыпали небольшую кучку KMnO4 в виде мелкого порошка на лист бумаги. Затем измельчили такое же по величине количество древесного угля в порошок. Основательно перемешали эти порошки, добавили в них порошок железа. Этими веществами наполнили чашечку для сжигания веществ и внесли ее в пламя. Когда чашечка достаточно нагрелась ее масса начала накаляться и выбрасывать красивый, необычный дождь искр. В результате произошли реакции:
t
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 C + O2 = CO2 + Q 3Fe + 2O2 = Fe3O4

при комнатной температуре – это активные металлы, другие только при нагревании – это металлы средней активности. Третья группа металлов, ни при каких условиях не взаимодействует с водой – это малоактивные металлы. Мы исследовали взаимодействие Na, Fe и Cu с водой. В пробирку с водой мы добавили фенолфталеин и поместили в нее небольшой кусочек Na. Он стал с шипением ''бегать'' по поверхности воды, вспыхивая. Раствор на глазах стал окрашиваться в малиновый цвет, и мы вспомнили такое стихотворение:
Для удивительных открытий
Благоприятный час настал.
Свободный натрий, как и литий,
Такой же щелочной металл.
Период третий открывает
Одновалентный элемент.
А с веществом кто пожелает,
Пусть проведет эксперимент.
Кусочек натрия с дробинку
В сосуд, наполненный водой,
Опустим. Странная картина:
Он завертелся, как живой.

поверхности воды,
Пока совсем не растворится...
Найдем ли натрия следы?
Вам суть реакции раскрою:
Активный щелочной металл,
Взаимодействуя с водою,
На место водорода встал
Добавим фенолфталеина
По каплям к щелочной среде —
Приобретет он цвет малины,
Бесцветным был в простой воде.
 
2Na + 2H2О=2NaOH+H2
NaOH+фенолфталеин=малиновый цвет
Когда в воду с фенолфталеином мы поместили цинк реакция протекала при нагревании и более спокойно, но изменения цвета не произошло, так как в этом случае образовался оксид, а не щёлочь. Zn+H2O=ZnO+H2 С медью никакой реакции мы не наблюдали.

этого мы взяли Mg, Al, Cu и соляную кислоту. Когда в пробирку с Mg мы прилили кислоту, все содержимое пробирки моментально поднялось вверх, сама пробирка сильно разогрелась, хорошо, что мы держали ее пробиркодержателем, и через несколько секунд реакция закончилась. Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 + Q

практически не начиналась. Мы решили содержимое пробирки нагреть. Как только температура повысилась, мы увидели выделение пузырьков газа с поверхности алюминия. 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
Соляная кислота с медью даже при длительном нагревании не взаимодействует.
 

Качественные реакции на катионы металлов. В химии существуют специфические реакции на катионы металлов, которые называют качественными реакциями. Мы изучили качественные реакции на некоторые катионы металлов. 1) Качественные реакции на катионы щелочноземельных металлов.
на Ca2+:
Мы взяли растворимую соль кальция и добавили в нее растворимую соль угольной кислоты. Выпал белый осадок. Эта реакция и есть качественная реакция на Ca2+
Качественные реакции принято записывать в краткой ионной форме: Ca2+ + CO32- = CaCO3 белый осадок Сущность качественной реакции заключается в том, что если Ca2+ соединяется с CO32- , то образуется белый осадок.
на Ba2+ :
Мы взяли растворимую соль бария и добавили в нее серную кислоту. Выпал белый осадок - эта качественная реакция на Ba2+

Ba2+ + SO42- = BaSO4
белый осадок

растворить их в HNO3, чтобы узнать имеют ли они качественное отличие:
BaSO4 не растворился в HNO3, а CaCO3 растворился.
 
CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Почему осадок BaSO4 не растворяется, а осадок CaCO3 растворяется в HNO3?
Оказывается HNO3 слабее H2SO4, но сильнее H2CO3, которая ещё и летучая. Затем мы провели качественную реакцию на катион серебра. В пробирку с раствором AgNO3 прилили раствор HCl. Сразу образовался белый творожистый осадок. AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
Ag+ + Cl- = AgCl
Железо играло и до сих пор играет важную роль в жизни людей, известен железный век – эпоха в первобытной истории человечества, охватывающая IX-VII в.в. до н. э., когда на смену бронзовым орудиям труда пришли железные. А сейчас из железа получают стали, чугун, которые используют в тяжелой промышленности.
А как распознать соединения, в которые входят катионы Fe+3?
Для этого существуют реактивы: желтая кровяная соль и роданид калия.
В пробирку с хлоридом железа (III) мы прилили желтую кровяную соль, образовался темно-синий осадок, который получил название «берлинская лазурь».
4Fe3+ + 3K4[Fe(CCN)6 = Fe4[Fe-(CN)6]3 +12K+
желтая кровяная соль берлинская лазурь
В другую пробирку с этой же солью прилили раствор роданида камня, выпал кроваво-красный осадок.
Fe3+ + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3K+
роданид калия кроваво-красный цвет

 

образуют характерные осадки, но существует группа металлов, которые, ни с какими анионами никаких осадков не образуют – это щелочные металлы. Эти металлы обладают способностью окрашивать пламя в соответствующий цвет.
Мы провели распознавание по окраске пламени солей лития, калия, меди. Для этого мы взяли ложечку для сжигания веществ смочили ее в дистиллированной воде и прикоснулись ею поочередно к исследуемым солям. Когда мы внесли в пламя горелки соль лития, она окрасила пламя в красивый карминово-красный цвет; при внесении в пламя соли калия мы увидели фиолетовый цвет, а соль меди – в зеленый цвет.

применения как материалов, является их химическая активность по отношению к окружающей среде, так называемая коррозия стойкость. Коррозия – это взаимодействие металла с веществами окружающей среды, в том числе воздухом, водой, водными растворами. По химической активности и, следовательно, коррозионной стойкости металлы можно разделить на три группы. Одну группу составляют так называемые благородные металлы, которые в ряду активности стоят правее ртути, начиная с серебра; среди них золото, платина и др. Они используются для изготовления аппаратуры и посуды, предназначенных для проведения реакций с очень агрессивными веществами, а также изделий, для которых даже небольшая степень взаимодествия с соприкасающимися с ними веществами недопустима. Например, в настоящие время основным потребителем золота оказывается электронная промышленность; оно используется для изготовления электрических контактов.

насколько разнообразны металлы, которыми богаты недры нашей Земли. Металлы используют в чистом виде и в виде сплавов (дерево).
Изучив более подробно свойства металлов и области их применения, мы сможем более грамотно обращаться с изделиями из металлов, тем самым увеличивая срок их службы.
Работа над проектом помогла нам совершенствовать свои навыки в работе с компьютером, использовать Интернет, научиться грамотно, оформлять реферат.